But de cette présentation. Est présenté ici, le matériel utilisé dans un serveur professionnel

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1 Matériel Serveur Hainaut Patrick 2015 But de cette présentation Est présenté ici, le matériel utilisé dans un serveur professionnel La présentation Struct1 sur le matériel PC est supposée connue De nombreux points sont communs et ne sont pas repris ici Hainaut P Hainaut P

2 Introduction Un PC traditionnel est généralement utilisé comme poste de travail Il est généralement utilisé par un utilisateur Un serveur va pouvoir servir à différentes choses: contrôleur de domaine, serveur Web, serveur de fichiers, Il implique généralement plusieurs personnes et des données importantes Sa conception doit donc être plus rigoureuse et moins sensible aux pannes Hainaut P Serveur (Server) On s'intéresse ici à l'aspect matériel (hardware) du serveur, l'aspect logiciel étant abordé au niveau du cours de réseau Un exemple de serveurs que l'on peut rencontrer dans un professionnel Hainaut P Hainaut P

3 Types de serveurs La plupart des serveurs physiques sont des serveurs en rack 19'': ils sont prévus pour rentrer dans une armoire réseau dont les baies ont une largeur standard de 19" (48,26 cm) Hainaut P Types de serveurs Au niveau de la hauteur des serveurs rackables, on distingue des serveurs 1U, 2U, 3U, 1U = 1,75" (4,445 cm) A noter que le matériel réseau professionnel (switch, routeur, firewall, ) se conforme aussi à ces dimensions (19" et xu) Hainaut P Hainaut P

4 Types de serveurs On trouve aussi des serveurs lames (blade server) qui ont un encombrement réduit Ils s'enfichent dans un châssis 19" qui mutualise certaines ressources comme l'alimentation, l'accès réseau, le lecteur DVD, les connectiques écran, clavier, souris, Hainaut P Racks 19" On trouve des racks de plusieurs hauteurs Les plus courants en entreprise sont des racks de 42U Ils embarquent, outre les serveurs et équipement réseaux, des UPS, des front panels, des consoles (écran, clavier, souris), des switchs KVM, Hainaut P Hainaut P

5 Racks 19" Ils occupent généralement un salle dédiée, climatisée, à accès sécurisé Avant de penser à la sécurité logicielle, il faut d'abord penser à la sécurité physique des équipements! Hainaut P Rack 19" - Front Panel La plupart du matériel installé dans le rack (serveurs, switchs, routeurs, ) seront connectés en réseau Pour connecter tout cela proprement, on va utiliser un panneau de brassage (front panel) sur lequel on connectera tous les câbles arrivant au rack Hainaut P Hainaut P

6 Rack 19" - Front Panel Pour aller du front panel au matériel, on utilisera des cordons de raccordement (patch cord ou patch cable) Hainaut P Rack 19" - KVM Un switch KVM (Keyboard Video Mouse) permet de mutualiser le clavier, la souris (USB et/ou PS/2) et l'écran pour les différents serveurs connectés dans le rack Hainaut P Hainaut P

7 Rack 19" - KVM Une console LCD avec clavier et touchpad peut alors être utilisée, elle est au format 19" et prend 1U de hauteur Le switch KVM y est inclus dans certains modèles Hainaut P Types de serveurs Et finalement, on trouve des tours serveurs, car toutes les sociétés ne possèdent pas un rack 19" Elles peuvent se poser sur un bureau mais font généralement plus de bruit qu'un PC traditionnel On peut aussi construire un serveur avec du matériel PC traditionnel, ça revient moins cher mais on ne peut le qualifier de serveur professionnel Hainaut P Hainaut P

8 Constitution d'un serveur Le serveur est composé de composants similaires à un PC: d'un boitier d une ou plusieurs alimentations d une carte mère avec contrôleurs/périphériques intégrés d un ou plusieurs processeurs de mémoire vive d un ou plusieurs disques dur éventuellement d un lecteur/graveur DVD ou Blue-ray éventuellement de cartes périphériques Hainaut P Constitution d'un serveur Contrairement à un PC, il assez rare de constituer un serveur professionnel en choisissant les pièces une par une On choisira donc une marque comme HP, Dell, IBM, et un modèle en fonction des caractéristiques techniques souhaitées Dans la suite de la présentation, nous allons présenter les éléments séparément, dans un but didactique Hainaut P Hainaut P

9 Boitier serveur (Server case) On trouve trois type de modèles: Les boitiers rackables 19'' dont la hauteur dépend du nombre d'éléments à insérer, les serveurs 1U (serveur pizza) étant les plus minces Les tours, généralement avec plus de baies 5"1/4 que les PC pour pouvoir insérer des disques dur rackables Les chassis de serveurs lame (blade chassis) Hainaut P Boitier serveur le boitier rackable: la tour: le châssis de serveurs lame: Hainaut P Hainaut P

10 Alimentation server (server power supply) Dans un serveur, l'alimentation peut être: Redondante (si une alimentation tombe, une autre assure la continuité) Rackable à chaud (ça permet d'enlever une alimentation sans éteindre le serveur mais il faut, bien sur, qu'il reste une alimentation en fonction ;-) ) Sa puissance est calibrée en fonction des composants du serveur et de l'évolution possible Hainaut P Alimentation serveur Serveur avec 2 alimentations rackables (face arrière): Serveur avec 2 alimentations rackables (face avant): Hainaut P Hainaut P

11 Carte mère serveur (server motherboard) La carte mère d'un serveur sera souvent d'un format propriétaire Elle accueillera généralement un ou deux processeurs (le standard c'est deux) Hainaut P Carte mère serveur Elle peut aussi en accueillir 4 ou plus Le nombre de slots disponibles pour la mémoire vive est plus important que dans le cas d'un PC Hainaut P Hainaut P

12 Carte mère serveur Comme dans le cas d'un PC, la carte mère est équipé d'un socket qui acceptera une famille bien précise de processeurs Hainaut P Carte mère serveur Comme pour les PC, les cartes mères serveur embarquent pas mal de périphériques qui étaient auparavant sous forme de carte d'extension: Les ports ps/2 clavier et/ou souris (qd ils existent encore) Les ports USB 2 et 3 Les cartes réseaux 1Gb/s ou 10Gb/s (souvent au nombre de 2 ou 4) La sortie vidéo (VGA généralement) en association avec une puce graphique présente sur la carte mère Une interface de contrôle, au format RJ-45, permettant le contrôle à distance hardware du serveur (reboot, réinstallation, ) et de surveiller certains composants (ventilateurs, ) Hainaut P Hainaut P

13 Carte mère serveur: interface de ctrl Généralement, un serveur sera administré à distance, via une console SSH ou Bureau à distance Si le serveur est "planté", ça ne fonctionne plus L'interface de contrôle permet de prendre la main sur le serveur même si il est planté pour le rebooter ou le réinstaller ilo chez HP, idrac chez Dell, ThinkServer chez Lenovo, chaque marque a son interface de contrôle Hainaut P Carte mère serveur - back panel Exemple de back panel qu'on peut trouver actuellement: Hainaut P Hainaut P

14 Carte mère serveur - back panel Autre exemple pour un HP proliant DL380p G8 ILO pour Integrated Lights-Out qui permet comme l'ipmi de prendre le contrôle à distance du serveur Hainaut P Processeur (processor) Les serveurs utilisent des modèles de processeurs spécifiquement prévu avec des sockets différents des processeurs de PC Hainaut P Hainaut P

15 Processeur Processeurs serveurs Intel actuels: Année Nom Nb de cores Fréq horloge Data bus Cache L Xeon E3 v3 4 2,3 à 3,5 GHz 64 bits 6 Mo 2014 Xeon E5 v3 4 à 18 1,6 à 3,7 GHz 64 bits 10 à 45 Mo 2015 Xeon E7 v3 4 à 18 1,9 à 3,2 GHz 64 bits 20 à 45 Mo Hainaut P Processeur Processeurs serveurs AMD actuels: Ann ée Nom Nb de cores Fréq horloge Data bus Cache L Opteron série à 16 1,8 à 3,5 GHz 64 bits 16 Mo 2014 Opteron série à 16 1,6 à 2,7 GHz 64 bits 16 Mo Hainaut P Hainaut P

16 Refroidissement processeur Les processeurs de serveurs dissipant plus de puissance que les processeurs de PC traditionnels, la dissipation de chaleur devra être prévue en conséquence On voit ici les deux radiateurs des processeurs Intel Xeon et la ligne de ventilateurs juste derrière Hainaut P Refroidissement processeur La plupart du temps, ces ventilateurs sont remplaçables à chaud Hainaut P Hainaut P

17 Refroidissement serveur Les ventilateurs processeur(s) + d'alimentation(s) produisent évidemment beaucoup de bruit pour un seul serveur Imaginez si ils sont plusieurs La chaleur produite est elle aussi impressionnante C'est pour ces raisons qu'on ne va pas placer un serveur professionnel sur le coin d'un bureau du secrétariat On va rassembler tout l'équipement informatique serveur, réseau, de stockage dans une salle prévue pour: la salle serveur (voir page 8 et suivantes) Hainaut P Refroidissement salle serveur La salle sera insonorisée pour l'extérieur avec des matériaux adéquats et un système de climatisation sera mis en place On travaillera généralement avec un couloir d'air froid injecté dans les racks et un couloir d'air chaud qui récupérera l'air en sortie des racks pour l'extraire Hainaut P Hainaut P

18 Refroidissement salle serveur Voici une vue du réseau de refroidissement d'un datacenter de chez Google Visitez un datacenter Google: Hainaut P Refroidissement salle serveur OVH a choisi un refroidissement par eau pour ces datacenters Hainaut P Hainaut P

19 Mémoires dans un serveur Notre système informatique comporte plusieurs types de mémoires Principalement, nous trouverons: De la mémoire cache, à l'intérieur du processeur, ultra-rapide pour travailler à sa cadence, mais très chère De la mémoire vive, sur la carte mère, assez rapide et moins chère mais au contenu volatile De la mémoire de masse, généralement sous forme de disque dur, pas chère, qui garde le contenu, mais fragile et très lente On peut rajouter actuellement, entre la mémoire vive et la mémoire de masse, les SSD, qui sont des hybrides Hainaut P Mémoire vive serveur (RAM) Vu le caractère sensible des serveurs, la mémoire vive doit être encore plus fiable que dans les PC traditionnels On parlera de mémoire "fully buffered DIMM (FB-DIMM)" qui utilise une mémoire tampon entre le contrôleur mémoire et le module, ce qui augmente la fiabilité et permet une correction d'erreur (disponible en DDR2) Hainaut P Hainaut P

20 Mémoire vive serveur On parlera de mémoire "ECC unbuffered" (Error Correction Coding) qui possède des bits de contrôle permettant la détection d'erreurs Hainaut P Mémoire vive serveur On parlera de mémoire "ECC Registered (RECC)" qui possède en plus des bits de contrôle, un registre (mémoire) tampon pour augmenter la fiabilité d'accès aux données Hainaut P Hainaut P

21 Mémoire vive Ces trois types de mémoires ne sont pas compatibles avec les cartes mères de PC traditionnel et vice versa Le prix est bien sur beaucoup plus cher pour ce type de mémoire On trouve comme dans les PC traditionnels des mémoires de toutes tailles, fréquences, génération (on est à la DDR4), et Dual Channel Hainaut P Périphériques de stockage serveur Les périph. de stockage, appelés aussi mémoires de masse permettent de stocker durablement programmes et données. Leur vitesse d exécution est plus lente que celle de la mémoire vive Hainaut P Hainaut P

22 Périphériques de stockage serveur Au niveau périphériques de stockage, nous trouvons principalement: Lecteur/graveur DVD/Blue-ray IDE ou SATA disque dur interne scsi ou sas Hainaut P Normes principales de disques dur serveur Norme Bande passante Nbr de périphériques par carte contrôleur SCSI-1 5 Mo/s 7 SCSI-2 10 Mo/s 7 SCSI-2-Wide 20 Mo/s 15 SCSI-2-Ultra Wide 40 Mo/s 15 SCSI-3-Ultra-2 Wide 80 Mo/s 15 SCSI-3-Ultra 160 SCSI 160 Mo/s 15 SCSI-3-Ultra 320 SCSI 320 Mo/s 15 SCSI-3-Ultra 640 SCSI 640 Mo/s 15 SAS 375 Mo/s 128 (en théorie) SAS et 1500 Mo/s 128 (en théorie) Hainaut P Hainaut P

23 Baie de disques La plupart des serveurs embarquent un contrôleur de disque dur qui permet de visualiser l'état de santé de chaque disque dur et son remplacement à chaud Les disques sont alors directement accessibles en face avant et une LED indique l'état de santé Hainaut P Rack de disques Les disques sont insérés dans un rack dont le modèle correspond au modèle de baie installée sur le serveur Hainaut P Hainaut P

24 Disques SCSI (Small Computer System Interface) Le bus SCSI est un bus rapide, inventé en 1979 et standardisé en 1986, permettant de gérer des périphériques internes ou externes; disques durs, graveurs, scanners Actuellement, on l'utilise uniquement pour les disques durs La version 1, sur 8 bits, permettait de connecter 7 périphériques + la carte contrôleur Hainaut P Disques SCSI On peut installer plusieurs cartes contrôleur sur un système Chaque carte contrôleur possède un identificateur réglable pour les différencier Ci-contre, une carte Ultra 160 Hainaut P Hainaut P

25 Disques SCSI Les périphériques possèdent aussi un identificateur Ci-dessus, un disque Ultra 320 et son connecteur Hainaut P Disques SAS (Serial Attached SCSI) C'est une combinaison du SCSI et du SATA Le gros avantage du SAS, c'est que la bande passante n'est pas partagée entre les périphériques contrairement au SCSI Le deuxième avantage est l'augmentation possible des débits alors qu'en SCSI on était limité par la dégradation des signaux avec l'augmentation de la fréquence Hainaut P Hainaut P

26 Disques SAS (Serial Attached SCSI) Et on peut aussi connecter des disques SATA sur le contrôleur SAS, ce qui permet de combiner des disques rapides (SAS) avec des disques de stockage moins chers (SATA) Remarque: on ne peut pas brancher de disques SAS sur un contrôleur SATA Hainaut P Disques SAS Schéma de connexion des cartes contrôleurs et des disques SAS dans un serveur (source: Adaptec) Hainaut P Hainaut P

27 Disques SAS (Serial Attached SCSI) Exemple de contrôleur SAS (Adaptec) avec le câble permettant de connecter des disques SAS Hainaut P Disques SAS (Serial Attached SCSI) Exemple de disque dur SAS Attention, le connecteur est légèrement différent de celui d'un disque SATA (petit pont entre le connecteur d'alimentation et celui des données) Hainaut P Hainaut P

28 Disques SAS (Serial Attached SCSI) On trouve maintenant des disques SSD au format SAS qui peuvent s'insérer dans les baies de disques de serveur Hainaut P RAID (Redundant Array of Independent Disks) Le RAID permet de répartir les données sur un ensemble de disques dur afin de garantir une meilleure tolérance aux pannes Les deux niveaux les plus courants actuellement sont le RAID-1 et le RAID-5 Hainaut P Hainaut P

29 RAID-1: miroir Ce niveau de RAID recopie intégralement les données d'un disque sur un autre L'avantage, c'est que on a une copie exacte de chaque donnée en temps réel (si on efface une donnée sur un disque, elle est donc aussi effacée sur l'autre!) L'inconvénient, c'est qu'on utilise la moitié de l'espace de stockage Exemple: si on a 6 disques de 1T, on aura une capacité de 3T Hainaut P RAID-5: volume agrégé à parité répartie Ce niveau de RAID répartit les données sur des disques différents avec en plus une parité elle aussi répartie Si un disque est défectueux, le disque spare, s'il est présent, prend sa place et son contenu est calculé à partir des disques valides Hainaut P Hainaut P

30 RAID-5: volume agrégé à parité répartie Le disque défectueux est repérable par un voyant lumineux Si le disque spare n'est pas présent, le disque défectueux doit être remplacé pour retrouver les données complètes Ce niveau supporte un disque défectueux à la fois Hainaut P Backup (Data Storage) Si, sur les ordinateurs personnels, il est important de faire un backup de ses données, au niveau de l'entreprise, c'est vital! On va donc mettre en place des solutions de backup professionnelles Le RAID ne rend pas le backup optionnel, car une panne peut arriver sur deux disques en même temps Hainaut P Hainaut P

31 Backup (Data Storage) On s'arrangera pour que toutes les données produites par l'entreprise se retrouvent sur le serveur, au moyen de répertoires distants sur le serveur par exemple, pour n'avoir à sauvegarder que les disques serveurs Ca permettra de n'avoir qu'un seul point de sauvegarde et de ne pas devoir s'occuper des postes de travail Si un poste est défectueux, on le remplace, sans devoir vérifier si des données sensibles sont présentes ou pas (cela nécessite rigueur et procédures, évidemment) Hainaut P Backup sur bande La sauvegarde sur bande magnétique a longtemps été la méthode la plus utilisée Elle a été modernisée avec l'apparition de cassettes de bande magnétique numériques, les DLT auxquels ont succédés les LTO et T10K Hainaut P Hainaut P

32 Backup sur bande L'avantage de la bande magnétique, c'est que même si le système de lecture/écriture est endommagé, les données sont toujours intactes De plus, ça permet de sortir les données de la société et de les protéger ainsi d'un éventuel sinistre (incendie, inondation) Hainaut P Backup sur disque dur La diminution des prix des disques durs de grande capacité et l'augmentation de la fiabilité a permis la mise au point de baies de stockage au format 19" utilisant une interface SCSI (avant) ou SAS (maintenant), Fibre Channel ou réseau (1Gb/s ou 10Gb/s) pour communiquer avec le serveur Hainaut P Hainaut P

33 Backup sur disque dur: Fibre Channel Fibre Channel est un protocole permettant une connexion haut débit Il permet de transporter plusieurs protocoles comme IP et SCSI C'est un protocole série qui peut fonctionner sur de la fibre optique, de la paire torsadée ou du coaxial Hainaut P Backup sur disque dur: Fibre Channel Evolution du débit en Fibre Channel: Génération Débit (MB/s) Disponibilité FC 1Gb FC 2Gb FC 4Gb FC 8Gb FC 10Gb FC 16Gb FC 32Gb (prévision) FC 128Gb (prévision) Hainaut P Hainaut P

34 Backup Il arrive qu'il faille sauvegarder les données de client On peut utiliser pour cela un NAS (Network Attached Storage) qui est un serveur de fichiers autonome accessible via le réseau Il reconnait de multiples protocoles et la sauvegarde des données peut être automatisée Hainaut P Backup On peut aller encore plus loin et sauvegarder ses données dans le cloud (nuage littéralement) Des solutions professionnelles avec chiffrement et grand espaces de stockage existent L'avantage, c'est qu'il n'y a pas d'infrastructure de backup à mettre en place L'inconvénient, c'est que l'on n'est plus maître de la solution de sauvegarde Hainaut P Hainaut P

35 Carte graphique Au niveau serveur, les performances graphiques ne sont pas une priorité Donc, on se contentera généralement de la carte graphique intégrée qui convient très bien Hainaut P Ecran Dans une salle serveur, on utilisera un ensemble clavier/souris/écran rackable Pour un serveur autonome, un écran standard est bien suffisant, on n'est devant un serveur que pour des opérations de maintenance, ce n'est pas un poste de travail Hainaut P Hainaut P

36 Exemple de matériel serveur Nous allons maintenant faire notre marché et choisir du matériel serveur d'entreprise Ce ne sont que quelques exemples parmi tant d'autres pour avoir une idée du matériel et des prix Le matériel sera pris chez LDLC principalement, par facilité, dans les marques que le site propose mais il existe bien d'autres marques et magasins Hainaut P Exemple d'infrastructure informatique Soit une PME ayant besoin d'un serveur pour créer un contrôleur de domaine qui servira aussi de serveurs de fichiers On veut aussi pouvoir faire un backup du serveur On veut un UPS pour un arrêt propre en cas de coupure de courant Ce matériel sera installé dans un rack 19" qui contiendra aussi le matériel réseau constitué d'un routeur, de trois switchs 24 ports managables et d'un firewall physique Hainaut P Hainaut P

37 Le rack Commençons par acheter le rack: Rack 19" d'une capacité de 42U Modèle: DN-19 42U-8/8-1 Marque: Digitus Prix: +/- 807 TVAC Hainaut P Ventilation pour rack Le matériel installé dans le rack produisant beaucoup de chaleur, le minimum qu'on peut faire, c'est installer une ventilation sur le dessus du rack Si ce n'est pas suffisant, il faudra installer une climatisation Modèle: DN-19 FAN SW-N Marque: DIGITUS Prix: +/- 121 TVAC Hainaut P Hainaut P

38 Le serveur Pour le serveur, on prendra: Un serveur 1U équipé d'un Xeon E5-2620, avec 8Gb de mémoire vive, un contrôleur RAID et 4 baies pour disques SAS ou SATA Modèle: ThinkServer RD550 Marque: Lenovo Prix: +/ TVAC Hainaut P Les disques On prendra: 4 disques SAS Modèle: ThinkServer HDD 1To 3.5" Marque: Lenovo Prix: +/- 272 TVAC x 4 Hainaut P Hainaut P

39 Système de backup On va prendre: Une baie de stockage SAS avec 24 disques 2,5" de 1TB Hot Plug Modèle: Powervault MD1220 Marque: Dell Prix: +/ TVAC Hainaut P UPS Il faut se prémunir des surtensions et éteindre le système proprement en cas de coupure de courant, on utilise pour ça: un UPS Modèle: SMT2200RMI2U Marque: APS Prix: +/ Hainaut P Hainaut P

40 Total Sans compter le coût du matériel réseau et les coûts annexe comme les câbles ou l'insonorisation de la pièce, on arrive à un total de TVAC ce qui donne un total de HTVA les sociétés déduisant habituellement la TVA C'est cher évidemment, mais c'est du matériel professionnel et pour une entreprise, c'est un investissement Hainaut P Annexe: matériel réseau On prendra un routeur à services intégrés: Modèle: 1760 Marque: Cisco Prix: +/- 763 TVAC Hainaut P Hainaut P

41 Annexe: matériel réseau Trois switchs 24 ports en gigabit: Modèle: Catalyst C2960X-24TS-L Marque: Cisco Prix: +/ TVAC x 3 Hainaut P Annexe: matériel réseau Et un firewall physique: Modèle: ASA 5515-X Marque: Cisco Prix: +/ TVAC Hainaut P Hainaut P

42 Annexe: matériel réseau Coût du matériel réseau (hors prix des modules complémentaires et câbles): 8940 TVAC ce qui donne 7388,43 HTVA Hainaut P Conclusion Nous avons ici parcouru brièvement le matériel qu'on rencontre couramment dans un serveur ainsi que quelques exemples de matériel Un informaticien industriel se doit de connaître ce matériel, courant dans le milieu industriel Merci pour votre attention Hainaut P Hainaut P